BG型液壓泥炮的計算.doc

BG型液壓泥炮的計算1 打泥機構的計算泥炮最主要的兩個參數(shù)是泥缸有效窖和泥塞對炮泥的單位壓力。泥缸有效容積應保證一次能打入足夠的炮泥量，能有效地堵塞出鐵口通道和修補爐缸前墻。泥塞對炮泥的單位壓力應能保證炮泥在泥缸和過渡管中受到壓力損失后，擠出的炮泥仍能克服爐缸內和出鐵口通道中的阻力，將炮泥順利打入出鐵口。原電動泥炮泥缸的有效容積是考慮一次堵口失敗時不用加泥就可以再次進行堵口操作的，因此普遍偏大。打泥能力應以泥塞上炮泥的單位壓力來表示。當采用有水炮泥時，對于10001500m3的高壓操作高爐，一般炮嘴出口處的炮泥壓力應達到4MPa，泥缸和過渡管中的壓力損失為1MPa，故泥塞處的單位壓力有5MPa就夠。隨著無水炮泥的推廣，若尼炮使用無水炮泥，則設計時取炮嘴出口處的壓力為610MPa，泥缸和過渡管中的損失為34MPa。A 泥缸直徑和油缸直徑的計算 油缸直徑Do和泥缸直徑D1的關系式為： （5-1）式中 泥塞對炮泥的單位壓力，MPa；油缸的工作油壓，MPa。工作油壓愈高，泥炮的結構愈緊湊，考慮國內液壓元件的供應配套情況，用于大高爐的BG型泥炮取為25MPa。B 油缸有效行程的計算， （5-2）式中泥缸有效容積，m3；泥缸直徑，m。C打泥推力P的計算 （5-3）在計算打泥機構主要零件和計度和計算活塞桿受壓的穩(wěn)定性時，應以此處計算出的實際最大推力為依據(jù)。D 泥塞移動速度的計算 （5-4）式中t打泥時間，一般4060s。炮嘴吐泥速度為： （5-5）式中D2炮嘴出口處內徑，m。一般吐泥速度以0.2m/s為宜。由于油缸中的流量可以通過節(jié)流閥進行調節(jié)，故泥炮的波士頓泥速度也是可調節(jié)的。2 壓炮裝置的計算壓炮力的大小應考慮因泥缸活塞打泥過程中炮泥對炮嘴產生的反作用力因而炮嘴和泥套之間仍有一定壓緊力，以保證打泥時炮泥不從炮嘴和泥巴套之間漏出。因此，壓炮力的計算式為： （5-6）式中打泥時產生的對炮嘴的最大泥反力，kW；最小壓緊力，kN。最大打泥反力由下式計算 （5-7）式中炮嘴內徑，m；炮嘴出口處的炮泥壓力，MPa。最小壓緊力是出現(xiàn)最大打泥反力時，炮嘴對泥套的剩余壓炮力，一般在2030壓炮力可計算壓炮油缸走私并由經(jīng)過修正后的油缸直徑再計算實際最大壓炮力。3 旋轉裝置的計算BG型液壓泥炮旋轉機構計算筒圖如圖5-21所示。當活塞式往復油缸5帶動V型桿4繞點旋轉時，連桿3使泥炮轉臂2繞點旋轉。A 旋轉裝置油缸活塞桿的受力分析由于BG型泥炮沒有錨鉤裝置，所以壓炮時的壓炮反力將通過相應的桿件和旋轉油缸的活塞桿傳到泥炮基礎上。當旋轉油缸活塞桿的最大受力發(fā)生在壓炮時，泥炮在打泥過程中，雖然增加了對炮身的打泥反力，但炮嘴與泥套間的壓緊力以與打泥反力相同的數(shù)量減少，所以，活塞桿的受力在打泥前和打泥過程中是不變的。如忽略桿件鎖軸的摩擦阻力，壓炮時桿件3的受力可由下式求出（圖5-22）： （58）式中P壓炮力；太壞炮時炮身與水平面所形成的傾角；R臂架同桿件3鉸接點至回轉點的距離；L轉臂長度；在壓炮位置時桿件3的位置角。同圖5-23可得到活塞桿受力P6為： 式中的n和Q分別為P3和P6到回轉點的力臂，上式中也忽略了銷軸的摩擦阻力。由圖5-23可見：實際計算時，應計入鉸鏈點處的摩擦阻力，可用桿機構總效率來考慮?？傂士扇?.80.85。B 旋轉油缸行程的計算當泥炮達到最大旋轉角160o所需的油缸行程及轉臂在其間的任一位置時，旋轉油缸活塞桿的行程均可用圖解法較方便地看到。當要對旋轉村機構的參數(shù)進行優(yōu)化分析和要得到轉臂旋轉過程中的速度變化曲線時，就必須導出油缸行程的數(shù)學表達式。當泥炮的轉臂轉過角度時，V形桿將轉過一個相應的角度，在推導和的關系式時，取V形桿的回轉點為坐標原點（圖5-24），則式中：由 得 將上式展開，移項整理后得：在桿件3的初始位置角和各桿件的長度以及回轉點位置選定后，可由上式求出泥炮轉臂在不同轉角時V形桿的轉角。根據(jù)V形桿轉過角時油缸行程J可由圖5-25求出。壓炮狀態(tài)旋轉油缸與V形桿4的鉸接點為K。當V形桿轉過角后，K點移至K位置，油缸的行程為：當泥炮的尺寸參數(shù)一定時，可利用這些公式用計算機算出轉臂在任意轉角時的油缸活塞行程，并可畫出旋轉油缸等速伸長或縮短時轉臂旋轉速度的變化曲線，也可利用這些關系式對旋轉桿機構的參數(shù)進行優(yōu)化計算。4 液壓系統(tǒng)計算4.1 泥炮各油缸所需流量的計算液壓泥炮的旋轉、壓炮、打泥動作是按順序相繼完成的，計算液壓站油泵的需要流量時，應取各油缸流量中的最大值。4.1.1 打泥油缸流量打泥油缸在打泥時是無桿腔進油，則 式中 打泥油缸直徑； 打泥油缸的有效行程； 打泥時間，一般取4060s。4.1.2 壓炮油缸流量 壓炮裝置在壓炮時也是無桿腔進油。 式中 t2壓炮時間，5s（式中乘2是因為有兩個壓炮油缸同步動過）4.1.3 旋轉油缸流量 旋轉油缸在泥炮向堵口位置旋轉時時無桿腔進油。 式中 旋轉油缸全行程的動作時間，一般取12 15s。 4.2 液壓泵的選取4.2.1液壓泵的最大工作壓力 PMAX=P+式中 P油缸的額定工作壓力；液壓回路中的總壓力損失，可取0.51MPa。4.2.2液壓泵流量Q泵=KQmax 式中 上述Q1、Q2、Q3中的最大值 K系統(tǒng)流量泄漏系數(shù)，可取1.11.2.4.2.3液壓泵規(guī)格選取 根據(jù)計算的壓力和流量值，查機械設計手冊選取相應規(guī)格的液壓泵。2.3 電機的選取根據(jù)油泵的最大工作壓力個流量，油泵的驅動功率 在正常情況下，泥炮液壓站的電動機屬于短暫工作狀態(tài)。高爐一般要兩小時以上才出一次鐵，需要堵口時才啟動油泵。